RU2331949C1 - Method of roduction structure "silicon-on-insulator" - Google Patents
Method of roduction structure "silicon-on-insulator" Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331949C1 RU2331949C1 RU2006145756/28A RU2006145756A RU2331949C1 RU 2331949 C1 RU2331949 C1 RU 2331949C1 RU 2006145756/28 A RU2006145756/28 A RU 2006145756/28A RU 2006145756 A RU2006145756 A RU 2006145756A RU 2331949 C1 RU2331949 C1 RU 2331949C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silicon
- layer
- porous
- film
- plate
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электронной техники, преимущественно микро- и наноэлектронике, и может быть использовано в производстве радиационностойких интегральных схем, датчиков и устройств микроэлектромеханических систем на изолирующих подложках.The invention relates to the field of electronic technology, mainly micro- and nanoelectronics, and can be used in the manufacture of radiation-resistant integrated circuits, sensors and devices of microelectromechanical systems on insulating substrates.
Известен способ получения структур «кремний-на-изоляторе» (патент США №3622382, МПК B44d 1/18, 1971 год), включающий имплантацию больших доз кислорода, достаточных для формирования изолирующего слоя двуокиси кремния в области проникновения ионов, и последующий высокотемпературный отжиг при температурах 1100-1200°C.A known method of producing structures "silicon-on-insulator" (US patent No. 3622382, IPC B44d 1/18, 1971), including implantation of large doses of oxygen sufficient to form an insulating layer of silicon dioxide in the region of penetration of ions, and subsequent high-temperature annealing at temperatures 1100-1200 ° C.
Основными недостатками известного способа являются наличие большого количества дислокации в рабочем слое кремния, вызванных высокими механическими напряжениями, возникающими в процессе имплантации, и образование промежуточной области, обогащенной преципитатами окиси кремния на границе рабочего слоя кремния с изолирующим слоем. Также является недостатком известного способа и тот факт, что в этом способе используется операция ионной имплантации, осуществляемая при помощи ускорителя, рассчитанного на облучение материалов ионами кислорода при больших плотностях тока. Такой ускоритель является сложным специализированным оборудованием, требующим при эксплуатации высококвалифицированного обслуживания.The main disadvantages of this method are the presence of a large number of dislocations in the silicon working layer caused by high mechanical stresses arising during the implantation process, and the formation of an intermediate region enriched in silicon oxide precipitates at the interface between the silicon working layer and the insulating layer. It is also a disadvantage of the known method and the fact that this method uses an ion implantation operation performed using an accelerator designed to irradiate materials with oxygen ions at high current densities. Such an accelerator is a complex specialized equipment that requires highly qualified service during operation.
Из известных способов получения структуры «кремний-на-изоляторе» наиболее близок к заявляемому является способ, представленный в патенте США №4676841, George К. Celler, МПК H01L 21/265 1987 года. Согласно этому способу указанную структуру получают посредством имплантации больших доз кислорода в нагретую до 500°С кремниевую пластину, капсулирования защищающей пленкой диоксида кремния и последующего высокотемпературного отжига. Доза имплантации составляет 1,8·1018 ат кислорода /см2. Отжиг проводят при температурах 1300-1400°С.Of the known methods for obtaining the structure of "silicon-on-insulator" closest to the claimed is the method presented in US patent No. 4676841, George C. Celler, IPC H01L 21/265 1987. According to this method, this structure is obtained by implanting large doses of oxygen into a silicon wafer heated to 500 ° C, encapsulating a silicon dioxide protective film, and then annealing it at high temperature. The dose of implantation is 1.8 x 10 18 at the oxygen / cm 2. Annealing is carried out at temperatures of 1300-1400 ° C.
Основным недостатком известного способа является тот факт, что в способе используется операция ионной имплантации, осуществляемая при помощи специализированного ускорителя, рассчитанного на облучение ионами кислорода кремниевых пластин, помещенных в специальную приемную камеру, при больших плотностях тока и повышенных температурах. Ускорители подобного класса являются сложнейшим технологическим оборудованием, требующим высококвалифицированного обслуживания, и не используются в производстве электронной техники на кремниевых линейках, повсеместно оснащенных обычными ускорителями, предназначенными, главным образом, для легирования полупроводниковых материалов. На базе таких ускорителей создается отдельное дорогостоящее производство структур «кремний-на-изоляторе». Также является недостатком этого способа получения структур появление дефектов типа "кремниевых трубок" в захороненном изолирующем слое, возникающих в результате эффекта маскирования облучаемой поверхности микрочастицами, адсорбированными на поверхности кремниевой пластины в процессе имплантации и препятствующими проникновению атомов кислорода в кремниевую пластину. Все эти недостатки затрудняют производство и широкомасштабное использование структур «кремний-на-изоляторе», полученных существующим способом.The main disadvantage of this method is the fact that the method uses an ion implantation operation carried out using a specialized accelerator designed to irradiate silicon wafers placed in a special receiving chamber with oxygen ions at high current densities and elevated temperatures. Accelerators of this class are the most sophisticated technological equipment requiring highly qualified service and are not used in the manufacture of electronic equipment on silicon lines, universally equipped with conventional accelerators, mainly intended for doping semiconductor materials. On the basis of such accelerators, a separate, expensive production of silicon-on-insulator structures is being created. Also a disadvantage of this method of obtaining structures is the appearance of defects of the "silicon tube" type in a buried insulating layer, arising as a result of masking the irradiated surface with microparticles adsorbed on the surface of the silicon wafer during implantation and preventing the penetration of oxygen atoms into the silicon wafer. All these shortcomings complicate the production and widespread use of silicon-on-insulator structures obtained by the existing method.
Техническим результатом изобретения является устранение дефектов типа "кремниевых трубок" захороненного изолирующего слоя и упрощение процесса изготовления.The technical result of the invention is to eliminate defects such as "silicon tubes" buried insulating layer and simplify the manufacturing process.
Технический результат достигается тем, что в способе получения структуры "кремний-на-изоляторе", включающем капсулирование защищающей пленкой и высокотемпературный отжиг пластины кремния для формирования рабочего монокристаллического слоя кремния и захороненного изолирующего слоя двуокиси кремния, в качестве пластины кремния используют пластину монокристаллического кремния дырочного типа, а перед капсулированием защищающей пленкой диоксида кремния и высокотемпературным отжигом пластину кремния сначала подвергают анодному травлению в растворе электролитов, содержащем ионы водорода и фтора, сушат, затем проводят анодное окисление в водном растворе электролитов и вновь сушат.The technical result is achieved in that in a method for producing a silicon-on-insulator structure, which includes encapsulation with a protective film and high-temperature annealing of a silicon wafer to form a working single-crystal silicon layer and a buried insulating layer of silicon dioxide, a hole-type single-crystal silicon wafer is used as a silicon wafer and before encapsulation with a protective film of silicon dioxide and high-temperature annealing, the silicon plate is first subjected to anodic etching It is dried in an electrolyte solution containing hydrogen and fluorine ions, then anodic oxidation is carried out in an aqueous electrolyte solution and dried again.
В способе в качестве пластины кремния применяют монокристаллический кремний дырочного типа с удельным сопротивлением в интервале 0.005÷0.05 Ом·см.In the method, hole-type single-crystal silicon with a resistivity in the range of 0.005 ÷ 0.05 Ohm · cm is used as a silicon wafer.
В способе анодным травлением пластины кремния формируют двухслойный пористый кремний, верхний слой которого имеет пористость от 25 до 40%, а нижний - от 70 до 90%.In the method by anodic etching of a silicon wafer, bilayer porous silicon is formed, the upper layer of which has a porosity of 25 to 40%, and the lower layer of 70 to 90%.
В способе анодным окислением пластины кремния с поверхностным слоем пористого кремния формируют сплошной слой пористой окиси кремния на границе с монолитной частью пластины.In the method of anodic oxidation of a silicon wafer with a surface layer of porous silicon, a continuous layer of porous silicon oxide is formed at the interface with the monolithic part of the wafer.
В способе сушку пластины кремния с пористыми слоями осуществляют в инертной среде при температурах от 180 до 400°С.In the method, the drying of a silicon wafer with porous layers is carried out in an inert atmosphere at temperatures from 180 to 400 ° C.
В способе на пленку диоксида кремния осаждают дополнительно пленку поликристаллического кремния.In the method, a polycrystalline silicon film is further deposited onto a silicon dioxide film.
В способе на пленки диоксида кремния и поликристаллического кремния осаждают дополнительно пленку нитрида кремния.In the method, an additional silicon nitride film is deposited onto silicon dioxide and polycrystalline silicon films.
В способе на пленку диоксида кремния осаждают дополнительно пленку нитрида кремния.In the method, an additional silicon nitride film is deposited onto the silicon dioxide film.
В способе высокотемпературный отжиг проводят при температурах от 1300 до 1370°С.In the method, high-temperature annealing is carried out at temperatures from 1300 to 1370 ° C.
Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами.The invention is illustrated by the following description and the accompanying drawings.
На фиг.1 приведена схема получения структуры «кремний-на-изоляторе» предлагаемым способом: позиция 1 - исходная пластина монокристаллического кремния дырочного типа, позиция 2 - пластина кремния с двухслойным пористым кремнием, позиция 3 - пластина кремния со слоями пористого кремния и пористой окиси кремния, расположенной на границе с монолитной частью пластины, позиция 4 - пластина кремния с пористыми слоями и защищающей пленкой, позиция 5 - структура «кремний-на-изоляторе» с защищающей пленкой. Элементы: 1 - пластина монокристаллического кремния дырочного типа, 2 - двухслойный пористый кремний, 3 - монолитная часть пластины, 4 - сплошной слой пористой окиси кремния, 5 - защищающая пленка, 6 - рабочий монокристаллический слой кремния, 7 - захороненный изолирующий слой двуокиси кремния.Figure 1 shows a diagram of the structure of the silicon-on-insulator of the proposed method: position 1 is the source plate of single-crystal silicon hole type, position 2 is a silicon plate with two-layer porous silicon,
На фиг.2 показано электронномикроскопическое изображение поперечного среза структуры «кремний-на-изоляторе» с защищающей пленкой, позиция 5 на фиг.1.Figure 2 shows an electron microscopic image of a cross-section of a silicon-on-insulator structure with a protective film,
На фиг.3 представлено электронномикроскопическое изображение поперечного среза границы рабочего монокристаллического слоя кремния с захороненным изолирующим слоем двуокиси кремния структуры «кремний-на-изоляторе», полученное при высоком разрешении.Figure 3 presents the electron microscopic image of the cross-section of the boundary of the working single-crystal silicon layer with a buried insulating layer of silicon dioxide structure "silicon-on-insulator", obtained at high resolution.
Использование пластин монокристаллического кремния дырочного типа с удельным сопротивлением 0.005÷0.05 Ом·см (фиг.1 поз.1 элемент 1) позволяет анодным травлением получать двухслойный пористый кремний с мезопористой структурой (фиг.1 поз.2 элемент 2). При высокотемпературном отжиге верхний слой пористого кремния спекается в монолитный монокристаллический кремний, образуя рабочий слой структуры «кремний-на-изоляторе» (фиг.1 поз.5 элемент 6). При анодном травлении кремниевых пластин с удельным сопротивлением больше 0.05 Ом·см формируется пористый кремний с микропористой структурой, превращающейся при отжигах в поликристаллический кремний, что является недопустимым для структур «кремний-на-изоляторе». Обработка пластин кремния, имеющих удельное сопротивление меньше 0.005 Ом·см, приводит к образованию сильно легированных рабочих монокристаллических слоев кремния и тем самым существенно ограничивает область применения структур «кремний-на-изоляторе».The use of hole-type single-crystal silicon wafers with a specific resistance of 0.005 ÷ 0.05 Ohm · cm (Fig. 1 pos. 1 element 1) allows anodic etching to obtain bilayer porous silicon with a mesoporous structure (Fig. 1 pos. 2 element 2). During high-temperature annealing, the upper layer of porous silicon is sintered into monolithic single-crystal silicon, forming a working layer of a silicon-on-insulator structure (Fig. 1,
Получение пористого кремния с двухслойной структурой дает возможность анодным окислением сформировать на границе нижнего высокопористого слоя кремния с монолитной частью пластины сплошной слой пористой окиси кремния (фиг.1 поз.3 элемент 4), который при высокотемпературном отжиге спекается в монолитный диэлектрик, образуя захороненный изолирующий слой двуокиси кремния структуры «кремний-на-изоляторе» (фиг.1 поз.5 элемент 7). Пористость нижнего слоя в пределах 70-90% позволяет избежать анодного окисления верхнего низкопористого кремния, формирующего при высокотемпературном отжиге рабочий монокристаллический слой кремния (фиг.1 поз.5 элемент 6). При пористости нижнего слоя меньше 70% происходит анодное окисление верхнего слоя, что затрудняет образование на его месте рабочего монокристаллического слоя кремния при отжиге. Слои с пористостью больше 90% механически непрочные и при последующем анодном окислении разрушают структуру. Пористость верхнего слоя в структуре пористого кремния, заявляемая в пределах 25-40%, установлена на основании следующих закономерностей. Пористость, равная 25%, является нижним пределом, достигаемым при анодном травлении выбранного кремния, а слои пористого кремния, имеющие больше 40% пористости, при высокотемпературном отжиге превращаются в дефектные слои кристаллического монолитного кремния, существенно ухудшающие свойства структуры «кремний-на-изоляторе».Obtaining porous silicon with a two-layer structure allows anodic oxidation to form at the boundary of the lower highly porous silicon layer with the monolithic part of the wafer a continuous layer of porous silicon oxide (Fig. 1,
Сушка пластин кремния с пористыми слоями в инертной среде, осуществляемая при температурах от 180 до 400°С, обеспечивает удаление из пористых слоев растворов электролитов и продуктов электрохимических реакций, что особенно необходимо при смене растворов с различным эффектом воздействия на кремний, а именно анодными травлением и окислением. При температурах меньше 180°С сушка не обеспечивает испарение воды из пористых слоев, а при нагревах свыше 400°С происходит нежелательное окисление пористого кремния как не успевшими испариться молекулами воды, так и фоновым кислородом в используемой инертной среде. Также при температурах больше 400°С ускоряются химические реакции пористого кремния с углеводородами и их производными, что приводит к необратимому образованию связей атомов кремния и углерода, которые при высокотемпературном отжиге превращаются в преципитаты карбида кремния - неустранимого дефекта структуры «кремний-на-изоляторе».The drying of silicon wafers with porous layers in an inert medium, carried out at temperatures from 180 to 400 ° C, removes from the porous layers solutions of electrolytes and products of electrochemical reactions, which is especially necessary when changing solutions with different effects on silicon, namely, anode etching and oxidation. At temperatures below 180 ° C, drying does not provide evaporation of water from the porous layers, and upon heating above 400 ° C, undesirable oxidation of porous silicon occurs both with water molecules that have not had time to evaporate and with background oxygen in the inert medium used. Also, at temperatures above 400 ° C, the chemical reactions of porous silicon with hydrocarbons and their derivatives are accelerated, which leads to the irreversible formation of bonds of silicon and carbon atoms, which, upon high-temperature annealing, turn into precipitates of silicon carbide, an unremovable silicon-on-insulator structural defect.
При анодном окислении пористого кремния создается сплошной слой пористой окиси кремния (фиг.1 поз.3), который при высокотемпературном отжиге служит затравкой для формирования захороненного изолирующего слоя двуокиси кремния на границе с монолитной частью пластины (фиг.1 поз.5). Непрерывность этого создаваемого электрохимическим процессом окисного слоя является необходимым условием для успешного изготовления структуры «кремний-на-изоляторе».During the anodic oxidation of porous silicon, a continuous layer of porous silicon oxide is created (Fig. 1, pos. 3), which, during high-temperature annealing, serves as a seed to form a buried insulating layer of silicon dioxide at the interface with the monolithic part of the plate (Fig. 1, pos. 5). The continuity of this oxide layer created by the electrochemical process is a prerequisite for the successful fabrication of a silicon-on-insulator structure.
Применение операции капсулирования защищающей пленкой обеспечивает защиту пластины кремния с пористыми слоями кремния и окиси кремния от внешней среды и термического испарения при высокотемпературном отжиге. Защищающую пленку составляют один или несколько слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию в зависимости от окружающей среды и требуемой чистоты получаемых структур «кремний-на-изоляторе». Осаждаемая пленка диоксида кремния препятствует термическому испарению рабочего монокристаллического слоя кремния и захороненного изолирующего слоя диоксида кремния и применяется для отжигов в чистой инертной среде. Дополнительно осаждаемая пленка поликристаллического кремния служит геттерирующим элементом в отжигаемой структуре, химически связывая фоновые примеси, присутствующие во внешней среде (кислород, окислы металлов и т.д.) и в используемых пластинах кремния (железо, медь и т.д.). Дополнительно осаждаемая пленка нитрида кремния является эффективным диффузионным барьером для проникновения в формируемую структуру практически всех химических элементов внешней среды и используется в тех случаях, когда среда контролируется недостаточно хорошо.The use of the encapsulation operation with a protective film protects the silicon wafer with porous layers of silicon and silicon oxide from the external environment and thermal evaporation during high-temperature annealing. The protective film consists of one or more layers, each of which performs a certain function depending on the environment and the required purity of the resulting silicon-on-insulator structures. The deposited silicon dioxide film prevents the thermal evaporation of the working single-crystal silicon layer and the buried insulating layer of silicon dioxide and is used for annealing in a pure inert medium. The additionally deposited polycrystalline silicon film serves as a gettering element in the annealed structure, chemically bonding background impurities present in the external environment (oxygen, metal oxides, etc.) and in the silicon wafers used (iron, copper, etc.). Additionally, the deposited film of silicon nitride is an effective diffusion barrier for penetration into the formed structure of almost all chemical elements of the environment and is used in cases where the medium is not well controlled.
При высокотемпературном отжиге при температурах от 1300 до 1370°С в течение 2-12 часов происходит спекание пористых слоев кремния и окиси кремния (фиг.1 поз.3 элементы 2 и 3), в результате формируется структура «кремний-на-изоляторе», представленная на фиг.2, состоящая из рабочего монокристаллического слоя кремния и захороненного изолирующего слоя диоксида кремния (фиг.1 поз.5 и фиг.2 элементы 6 и 7). Отжиг при температурах меньше 1300°С не позволяет создать слоистую структуру с четко разделенными областями кремния и двуокиси кремния, остаются протяженные промежуточные зоны с включениями обеих фаз. При температурах отжига больше 1370°С в структуре «кремний-на-изоляторе» возникают многочисленные дефекты, вызванные кристаллизацией диоксида кремния изолирующего и капсулирующего слоев, что приводит к разрушению структуры.During high-temperature annealing at temperatures from 1300 to 1370 ° C for 2-12 hours, porous layers of silicon and silicon oxide are sintered (Fig. 1, pos. 3 elements 2 and 3), resulting in the formation of a silicon-on-insulator structure, presented in figure 2, consisting of a working single-crystal layer of silicon and a buried insulating layer of silicon dioxide (figure 1 pos.5 and figure 2
Пример 1.Example 1
1. Анодное травление: пластину монокристаллического кремния дырочного типа с удельным сопротивлением 0,005 Ом·см (фиг.1 поз.1 элемент 1) обрабатывают в 20%-ном водно-спиртовом растворе HF при плотностях тока 1 и 90 мА/см2 в течение 180 и 3 секунд, соответственно. При этом формируют двухслойный пористый кремний (фиг.1 поз.2 элемент 2), верхний слой которого имеет пористость 25%, а нижний - 70%.1. Anode etching: a plate of single-crystal silicon of a hole type with a specific resistance of 0.005 Ohm · cm (Fig. 1 item 1 element 1) is treated in a 20% aqueous-alcoholic HF solution at current densities of 1 and 90 mA / cm 2 for 180 and 3 seconds, respectively. In this case, bilayer porous silicon is formed (Fig. 1, pos. 2 element 2), the upper layer of which has a porosity of 25%, and the lower one - 70%.
2. Сушку пластины кремния с пористым слоем осуществляют в атмосфере инертного газа аргона при температуре 180°С в течение 10 минут.2. Drying the silicon wafer with a porous layer is carried out in an atmosphere of an inert argon gas at a temperature of 180 ° C for 10 minutes.
3. Анодное окисление: пластину кремния с пористым слоем обрабатывают в 0,12М водном растворе HCl при постоянной плотности тока 0,33 мА/см2 (фиг.1 поз.3 элемент 4).3. Anodic oxidation: a silicon wafer with a porous layer is treated in a 0.12 M aqueous HCl solution at a constant current density of 0.33 mA / cm 2 (Fig. 1
4. Сушку пластины кремния с пористыми слоями кремния и окиси кремния осуществляют в атмосфере инертного газа аргона при температуре 180°С в течение 10 минут.4. The drying of a silicon plate with porous layers of silicon and silicon oxide is carried out in an atmosphere of an inert argon gas at a temperature of 180 ° C for 10 minutes.
5. Капсулирование защищающей пленкой выполняют посредством осаждения диоксида кремния (фиг.1 поз.4 элемент 5).5. Encapsulation of the protective film is performed by deposition of silicon dioxide (figure 1, position 4 element 5).
6. Высокотемпературный отжиг проводят при температуре 1300°С в атмосфере инертного газа аргона в течении 12 часов (фиг.1, поз.5, элементы 6 и 7).6. High-temperature annealing is carried out at a temperature of 1300 ° C in an atmosphere of inert argon gas for 12 hours (figure 1,
Пример 2.Example 2
1. Анодное травление: пластину монокристаллического кремния дырочного типа с удельным сопротивлением 0,05 Ом·см (фиг.1 поз.1 элемент 1) обрабатывают в водном растворе NH4F и HCl при плотностях тока 15 и 300 мА/см2 в течение 180 и 3 секунд соответственно. При этом формируют двухслойный пористый кремний (фиг.1 поз.2 элемент 2), верхний слой которого имеет пористость 40%, а нижний - 90%.1. Anode etching: a plate of single-crystal silicon of a hole type with a specific resistance of 0.05 Ohm · cm (Fig. 1 item 1 element 1) is treated in an aqueous solution of NH 4 F and HCl at current densities of 15 and 300 mA / cm 2 for 180 and 3 seconds respectively. In this case, bilayer porous silicon is formed (Fig. 1, pos. 2 element 2), the upper layer of which has a porosity of 40%, and the lower one - 90%.
2. Сушку пластины кремния с пористым слоем осуществляют в атмосфере инертного газа аргона при температуре 400°С в течение 2 минут.2. Drying the silicon wafer with a porous layer is carried out in an atmosphere of inert argon gas at a temperature of 400 ° C for 2 minutes.
3. Анодное окисление: пластину кремния с пористым слоем обрабатывают в 0,12М водном растворе HCl при постоянной плотности тока 0,33 мА/см2 (фиг.1 поз.3 элемент 4).3. Anodic oxidation: a silicon wafer with a porous layer is treated in a 0.12 M aqueous HCl solution at a constant current density of 0.33 mA / cm 2 (Fig. 1
4. Сушку пластины кремния с пористым слоем осуществляют в атмосфере инертного газа аргона при температуре 400°С в течение 2 минут.4. Drying the silicon wafer with a porous layer is carried out in an atmosphere of an inert argon gas at a temperature of 400 ° C for 2 minutes.
5. Капсулирование защищающей пленкой выполняют посредством последовательного осаждения диоксида кремния и нитрида кремния.5. The encapsulation of the protective film is carried out by sequential deposition of silicon dioxide and silicon nitride.
6. Высокотемпературный отжиг проводят при температуре 1370°С в атмосфере инертного газа аргона в течение 2 часов (фиг.1 поз.5 элементы 6 и 7).6. High-temperature annealing is carried out at a temperature of 1370 ° C in an atmosphere of inert argon gas for 2 hours (Fig. 1, pos. 5
Пример 3.Example 3
1. Анодное травление: пластину монокристаллического кремния дырочного типа с удельным сопротивлением 0,006 Ом·см (фиг.1 поз.1 элемент 1) обрабатывают в 20%-ном водно-спиртовом растворе HF при плотностях тока 3 и 240 мА/см2 в течение 180 и 3 секунд соответственно. При этом формируют двухслойный пористый кремний (фиг.1 поз.2 элемент 2), верхний слой которого имеет пористость 33%, а нижний - 85%.1. Anode etching: a plate of single-crystal silicon of a hole type with a specific resistance of 0.006 Ohm · cm (Fig. 1 item 1 element 1) is treated in a 20% aqueous-alcoholic solution of HF at current densities of 3 and 240 mA / cm 2 for 180 and 3 seconds respectively. In this case, bilayer porous silicon is formed (Fig. 1, item 2 element 2), the upper layer of which has a porosity of 33%, and the lower one - 85%.
2. Сушку пластины кремния с пористым слоем осуществляют в атмосфере инертного газа аргона при температуре 300°С в течение 5 минут.2. Drying the silicon wafer with a porous layer is carried out in an atmosphere of inert argon gas at a temperature of 300 ° C for 5 minutes.
3. Анодное окисление: пластину кремния с пористым слоем обрабатывают в 0,12М водном растворе HCl при постоянной плотности тока 0,33 мА/см2 (фиг.1 поз.3 элемент 4).3. Anodic oxidation: a silicon wafer with a porous layer is treated in a 0.12 M aqueous HCl solution at a constant current density of 0.33 mA / cm 2 (Fig. 1
4. Сушку пластины кремния с пористым слоем осуществляют в атмосфере инертного газа аргона при температуре 300°С в течение 5 минут.4. Drying the silicon wafer with a porous layer is carried out in an atmosphere of inert argon gas at a temperature of 300 ° C for 5 minutes.
5. Капсулирование защищающей пленкой выполняют посредством последовательного осаждения диоксида кремния, поликристаллического кремния и нитрида кремния.5. The encapsulation of the protective film is carried out by sequential deposition of silicon dioxide, polycrystalline silicon and silicon nitride.
6. Высокотемпературный отжиг проводят при температуре 1340°С в атмосфере инертного газа аргон течение 8 часов.6. High-temperature annealing is carried out at a temperature of 1340 ° C in an inert atmosphere of argon for 8 hours.
Структуры «кремний-на-изоляторе», изготовленные предлагаемым способом, имеют следующие типичные характеристики:The structure of the silicon-on-insulator "made by the proposed method, have the following typical characteristics:
толщину захороненного изолирующего слоя двуокиси кремния ~ 0.2 мкм,the thickness of the buried insulating layer of silicon dioxide ~ 0.2 μm,
толщину рабочего монокристаллического слоя кремния ~ 0.2 мкм,the thickness of the working single-crystal silicon layer is ~ 0.2 μm,
среднее напряжение пробоя диэлектрика ~ 130 В,average dielectric breakdown voltage ~ 130 V,
напряженность поля пробоя диэлектрика ~ 6,4·106 В/см,dielectric breakdown field strength ~ 6.4 · 10 6 V / cm,
отсутствие в захороненном изолирующем слое дефектов типа "кремниевых трубок",absence in the buried insulating layer of defects such as "silicon tubes",
отсутствие в рабочем слое кремния дефектов типа дислокации, дефектов упаковки, включений посторонних фаз.the absence in the working layer of silicon of defects such as a dislocation, stacking faults, and foreign phase inclusions.
Полученные параметры свидетельствуют о высоком качестве структур «кремний-на-изоляторе», изготовленных предлагаемым способом.The obtained parameters indicate the high quality of the structures "silicon-on-insulator" made by the proposed method.
Использование заявляемого способа получения структур «кремний-на-изоляторе» обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:The use of the proposed method for obtaining structures of "silicon-on-insulator" provides, compared with existing methods, the following advantages:
уменьшение производственных затрат на изготовление структур «кремний-на-изоляторе» и приборов на их основе за счет применения простого технологического оборудования традиционных кремниевых линеек, не требующего высококвалифицированного обслуживания и специальных мер по охране труда, необходимых при эксплуатации высоковольтных и радиационноопасных установок;reduction of production costs for the manufacture of silicon-on-insulator structures and devices based on them due to the use of simple technological equipment of traditional silicon rulers, which does not require highly qualified service and special labor protection measures required when operating high-voltage and radiation hazardous installations;
увеличение выпуска изделий электронной техники за счет экстенсивного развития производства на базе несложного технологического оборудования и массовой обработки структур;an increase in the output of electronic equipment products due to the extensive development of production on the basis of simple technological equipment and mass processing of structures;
расширение номенклатуры изделий электронной техники за счет доступного производства датчиков и устройств нано- и микроэлектромеханических систем.expanding the range of electronic products due to the affordable production of sensors and devices of nano- and microelectromechanical systems.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006145756/28A RU2331949C1 (en) | 2006-12-21 | 2006-12-21 | Method of roduction structure "silicon-on-insulator" |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006145756/28A RU2331949C1 (en) | 2006-12-21 | 2006-12-21 | Method of roduction structure "silicon-on-insulator" |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2331949C1 true RU2331949C1 (en) | 2008-08-20 |
Family
ID=39748142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006145756/28A RU2331949C1 (en) | 2006-12-21 | 2006-12-21 | Method of roduction structure "silicon-on-insulator" |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2331949C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2554298C1 (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Омский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ОНЦ СО РАН) | Method for manufacturing of multilayer structure of porous silicon-on-insulator |
RU2783629C1 (en) * | 2021-11-29 | 2022-11-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Zener diode on a silicon-on-insulator structure |
-
2006
- 2006-12-21 RU RU2006145756/28A patent/RU2331949C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2554298C1 (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Омский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук (ОНЦ СО РАН) | Method for manufacturing of multilayer structure of porous silicon-on-insulator |
RU2783629C1 (en) * | 2021-11-29 | 2022-11-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Zener diode on a silicon-on-insulator structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0558554B1 (en) | Silicon-on-porous-silicon; method of production and material | |
US5232871A (en) | Method for forming a titanium nitride barrier layer | |
US5175126A (en) | Process of making titanium nitride barrier layer | |
KR100320796B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device utilizing a gate dielelctric | |
JP2836790B2 (en) | Ohmic electrode formation method on diamond thin film | |
JPH04120732A (en) | Solid element and its manufacture | |
CN101026121A (en) | Semiconductor isolating structure and its forming method | |
JPS58164134A (en) | Manufacturing method of semiconductor unit | |
RU2331949C1 (en) | Method of roduction structure "silicon-on-insulator" | |
JPH04234149A (en) | Forming method of semiconductor device multilayer interconnection interlaminar insulating film | |
KR101689160B1 (en) | Fabrication method for carbon electrodes with multi-scale pores | |
JPH0422127A (en) | Manufacture of insulating film and manufacture of thin film transistor | |
JPH06163819A (en) | Capacitor structure of semiconductor device | |
JP2005175251A (en) | Semiconductor wafer and manufacturing method thereof | |
CN107546112B (en) | SiC ohmic contact structure and manufacturing method thereof | |
CN107623029B (en) | Ohmic contact structure preparation process and structure | |
JP7220572B2 (en) | Method for preparing electrode for DLTS measurement | |
TW591707B (en) | Method for producing substrate material and semiconductor device including plasma processing | |
TW201347003A (en) | Electronic component manufacturing method and electrode structure | |
WO2023054334A1 (en) | Epitaxial wafer and production method therefor | |
JPH02139932A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
RU2554298C1 (en) | Method for manufacturing of multilayer structure of porous silicon-on-insulator | |
CN117954527A (en) | Tellurium-cadmium-mercury pn junction array and preparation method thereof | |
JPH0794692A (en) | Fabrication of solid state image sensor | |
RU2023326C1 (en) | Process of formation of p type structures with deeply compensated layer on samples |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111222 |